Changes in temperature tolerance ofBalanus balanoides during its life-cycle

Summary 1. The barnacleBalanus balanoides exhibits little seasonal variation in upper lethal temperatures in North Wales.2. There are marked seasonal changes in resistance to sub-zero temperatures, the lower lethal varying from –6.0° C in June to –17.6° C in January.3. Exceptional tolerance to cold is acquired between December and January and is lost between February and April. Although these dates coincide with oviposition and naupliar liberation respectively, it was found that cold tolerance did not necessarily depend upon, or accompany, the normal breeding cycle.4. Cold tolerance was not acquired by animals kept cold in the laboratory during winter, nor was it lost in animals kept in the laboratory during spring. There was no evidence that changes in nutrition or in the light régime led to loss of cold tolerance.5. The cyprids were considerably less resistant to both high and low temperatures than the overwintering adults and the late-stage embryos. There was a marked increase in resistance at metamorphosis.6. The appearance of cold tolerance in the adult coincides with a period of physiological hibernation, involving loss of certain tissues, diminished feeding activity, respiration and biosynthesis. The metabolic inactivity of the animal may be a factor promoting the greatly increased tolerance to cold that we have observed, while the composition of the body fluids may also be modified during the winter in such a way as to protect the tissues.

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Veränderungen der Temperaturtoleranz vonBalanus balanoides während seines Lebenszyklus

Kurzfassung In Nordwales weisen die oberen Letaltemperaturen des CirripediersB. balanoides nur geringe jahreszeitliche Variationen auf. Jedoch treten je nach der Jahreszeit merkbare Resistenzveränderungen bei Temperaturen unter Null auf, wobei die untere Letaltemperatur von –6,0° C im Juni bis zu –17,6° C im Januar schwankt. Eine außergewöhnlich starke Kältetoleranz wird in der Zeit von Dezember und Januar erworben und zwischen Februar und April wieder verloren. Obwohl diese Zeitspanne mit der Oviposition beziehungsweise dem Schlüpfen der Nauplien zusammenfallen, konnte festgestellt werden, daß die Kältetoleranz nicht notwendigerweise vom Brutzyklus abhing oder diesen begleitete. Unter Laboratoriumsbedingungen wurde von kalt gehaltenen Tieren eine Kälteresistenz nicht erworben, auch ging diese bei Tieren, die während des Frühlings im Labor verblieben, nicht verloren. Es ließ sich nicht beweisen, daß Veränderungen in der Ernährung oder Änderungen in der Tageslänge zu einem Verlust der Kälteresistenz führen. Die Cypriden waren wesentlich weniger widerstandsfähig, sowohl gegenüber hohen wie niedrigen Temperaturen, als überwinternde Adulte und die ältesten Embryostadien. Während der Metamorphose zeigte sich eine merkliche Erhöhung der Temperaturresistenz. Das Auftreten der Kälteresistenz beim Adultus fiel mit einer Periode physiologischen Winterschlafs zusammen, wobei gewisse Gewebe reduziert wurden und Nahrungsaufnahme, Atmung und biosynthetische Aktivität nachließen. Dieser stoffwechselphysiologische Aktivitätsrückgang könnte ein Faktor sein, der die beobachtete erhöhte Kältetoleranz fördert. Außerdem wird möglicherweise auch die Zusammensetzung der Körperflüssigkeiten während des Winters so verändert, daß die Gewebe geschützt werden.

     

Der Turnover der Proteine in den Organen des Flußkrebses Orconectes limosus

Zusammenfassung Aus dem exponentiellen Abfall der spezifischen Aktivität nach einmaliger Injektion von L-Leucin-¹⁴C wurden die Halbwertszeiten der Gesamtproteine in den meisten Organen des Mußkrebses zu 8,5–19 Tagen bestimmt, in Leber und Niere der Maus zu 1,6–1,7 Tagen. Muskel- und Hämolymphproteine des Krebses zeigten weit längere Halbwertszeiten. Berücksichtigt man die Temperaturdifferenz von 25° unter Annahme eines Q ₁₀ von 2,0–2,5, so ergeben sich für Maus und Krebs etwa übereinstimmende Geschwindigkeiten des Proteinturnovers.

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Protein turnover in the tissues of the crayfish, Orconectes limosus

Summary The exponential decay of protein radioactivity after injection of L-Leucin-¹⁴C was measured in the different tissues of the crayfish, and in liver and kidney of the mouse. The half life time of tissue proteins was calculated to be 8.5 to 19 days in most crayfish tissues, 1.6 to 1.7 days in the mouse liver and kidney. Proteins of muscle and hemolymph of crayfish had much longer half life values. Taking into consideration the temperature difference of 25° C and assuming a Q ₁₀ of 2.0 to 2.5, the speed of protein turnover corresponds in the mouse and the crayfish.

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Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Die Bedeutung des Elbe-Ästuars für die Abwasserbelastung der südlichen Nordsee in bakteriologischer Sicht

Zusammenfassung 1. Der Elbe und ihren Nebenflüssen werden an zahlreichen Orten städtische und industrielle Abwässer zugeführt und damit auch große Mengen von Bakterien und Nährstoffen. Von diesen gelangt ein Teil schließlich in die Nordsee und beeinflußt dort das Lebensgeschehen.2. Der Bakteriengehalt des Elbewassers spiegelt sich in dem der Nordsee westlich von Helgoland wider. Die Zusammensetzung der Bakterienflora ist hier allerdings eine ganz andere. Denn die von der Elbe mitgeführten Süßwasser- und Abwasserbakterien werden großenteils im Mündungsgebiet zunächst durch Brackwasserbakterien und schließlich durch halophile Meeresbakterien ersetzt.3. Die Änderung der Bakterienpopulationen in den halinen Zonen des Ästuars wird von der Wassertemperatur beeinflußt; sie erfolgt um so schneller je höher die Temperatur ist.4. Durch die Umstellung der Bakterienflora erfolgte die Selbstreinigung von abwasserbelastetem Brack- und Meerwasser langsamer als die von Süßwasser.5. Da bei niedrigen Wassertemperaturen auch die Aktivität der meisten Bakterien abnimmt, kann es während des Winters zu einer Anreicherung von an sich abbaufähigen Schmutzstoffen in den Küstengewässern kommen.

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The importance of the Elbe estuary for polluting the southern North Sea from the bacteriological point of view

The Elbe river and its affluents are polluted by wastes and sewages. Consequently, nutrient concentrations as well as bacterial numbers are relatively high, and the bacteria contamination of the Elbe estuary is influencing the bacteria distribution of the North Sea near Helgoland. The composition of the microflora is changing in the saline zones of the Elbe estuary; freshwater representatives and sewage forms are replaced by halophilic marine bacteria. These changes in the bacterial population are influenced by water temperature — increasing temperatures cause an acceleration. The change of the bacterial flora is also responsible for the retardation of the rate of self-purification in polluted brackish and seawater. The decrease of bacterial activity at low temperatures may cause an increase in the concentration of decomposible pollutants in coastal waters during the winter.

     

Über den physikalisch-chemischen Zustand des Wassers und der Elektrolyte in der lebenden Zelle

Zusammenfassung In der vorliegenden Übersichtsarbeit werden Versuchsergebnisse besprochen, die eine Aussage über den physikalisch-chemischen Zustand des Wassers und der Salze in der lebenden Zelle erlauben. Messungen der Dielektrizitätskonstante in Proteinlösungen, Zellen und Geweben führen zu dem Schluß, daß nur ein kleiner Teil des Zellwassers, 10 bis 20%, an Proteine gebunden ist und daß der größte Teil frei ist. Zum gleichen Ergebnis führen kalorische Messungen der Schmelzwärme und der partiellen spezifischen Wärme de Wassers. Auch die Analyse der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit im Zytoplasma verschiedener Zellen kann man mit der Annahme erklären, daß die intrazellulären Ionen im Zellwasser gelöst sind und sich unter dem Einfluß des elektrischen Feldes im Wasserraum des Zytoplasmas wie in einer Elektrolytlösung bewegen. Messungen des thermodynamischen Aktivitätskoeffizienten von KCl und NaCl in hochkonzentrierten Proteinlösungen und in löslichen Zytoplasmafraktionen zeigen unzweideutig, daß unter physiologischen Bedingungen die Aktivität von Salzen im Zytoplasma — abgesehen von spezifischen Ionenbindungen — durch die Anwesenheit von Protein nur sehr wenig reduziert wird. Diese geringe Reduktion wird erklärt.

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The physico-chemical state of water and electrolytes in the living cell

Summary This review paper deals with the physico-chemical state of the water and the salts in the living cell. Measurements of the dielectric constant of protein solutions, cells and tissue show that only a small amount of the cell water — 10 to 20% — is bound to protein molecules. The rest behaves like normal water. The same result has been obtained by calorimetric measurements of the heat of melting and of the partial specific heat in protein solutions and in cells. From the results of other experiments on the determination of the specific electrical conductivity of the cytoplasm in several cell types the conclusion may be drawn, that practically all of the intracellular ions are solved in the cell water and show an electrical mobility essentially not different from the value in an electrolyte solution. Furthermore, measurements of the activity coefficient of KCl and NaCl in protein solutions of high concentration and in soluble fractions of cytoplasm have been described. The experimental results show with little doubts that within the physiological range of the experimental conditions the activity coefficient of salts in the cytoplasma — aside from ion binding — is not altered seriously by the presence of large amounts of proteins, compared to a simple salt solution. An explanation of this strange result will be presented.

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Herrn Prof. Dr. Dr. h. c. mult. Boris Rajewsky zum 80. Geburtstag gewidmet.

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Vorgetragen auf der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Biophysik, Erlangen, Oktober 1972.     

Studies on the influence of plankton on antibacterial activity of sea water

Summary 1. Antibacterial activity of sea water againstEscherichia coli, Staphylococcus aureus andSerratia marinorubra, as influenced by enrichment with filter sludge or viable plankton as well as by removal of plankton, was investigated. Inactivation ofS. aureus only was sometimes increased by the enrichments employed.2. During several experiments, inactivation of the 3 test strains was considerably decreased by enrichment with dead or living particulate matter. Most striking effects of this kind were observed at times of greatly increased bactericidal capacity of untreated sea water.3. Sometimes, the inactivation ofEscherichia coli andStaphylococcus aureus in sterile filtrates, prepared from the different types of raw sea water used, was the same as or even stronger than in corresponding samples of raw sea water.4. From the present findings, it is concluded that bactericidal products of planktonic algae in regard to antibacterial activity of sea water are less important than available nutrients.

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Untersuchungen über den Einfluß von Plankton auf die antibakterielle Aktivität von Meerwasser

Kurzfassung MitEscherichia coli, Staphylococcus aureus undSerratia marinorubra wurde der Einfluß erhöhten und verminderten Planktongehaltes auf die bakterizide Wirkung von Meerwasser geprüft.S. aureus war der einzige Teststamm, dessen Inaktivation in mit Plankton angereichertem Meerwasser während einiger Experimente deutlich rascher erfolgte als in unbehandelten Parallelproben. Andererseits war dessen Inaktivation in Meerwasser mit stark reduziertem Planktongehalt während derselben Experimente nicht oder kaum geringer als in unbehandeltem Meerwasser. In anderen Versuchen wurde bei diesem Organismus wie auch bei den zwei anderen Teststämmen beobachtet, daß die bakterizide Wirkung von rohem Meerwasser durch Anreicherung mit Plankton entweder nicht signifikant verändert oder aber beträchtlich vermindert wurde. Der für das Überleben der Testbakterien förderliche Einfluß des Planktons war jeweils dann am stärksten, wenn die antibakterielle Aktivität unbehandelten Meerwassers extrem hoch war. Aus den vorliegenden Ergebnissen wird geschlossen, daß mit der Anreicherung von Plankton keine Vermehrung wirksamer bakterizider Substanz, wohl aber eine Erhöhung der Nährstoffkonzentration im jeweiligen Ansatz verbunden war. Auf der Grundlage kürzlich veröffentlichter Befunde über den Einfluß organischer Nährstoffe auf die antibakterielle Aktivität von Meerwasser werden die dargestellten Ergebnisse diskutiert.

     

Die Aktivitätsperiodik von Nagern im künstlichen 24-Stunden-Tag mit 6–20 Stunden lichtzeit

Zusammenfassung Die Tagesperiodik der lokomotorischen Aktivität von weißen Ratten und Mäusen ist nicht einfach 24-Std-periodisch. Man beobachtet auch im künstlichen Licht-Dunkel-Wechsel 2 Maxima der Aktivität, die den beiden Umkehrpunkten der Umweltperiode: Licht-an und Licht-aus zugeordnet sind. Veränderungen des Verhältnisses von Lichtzeit zu Dunkelzeit (bei unveränderter Dauer der Periode mit 24 Std) führt zu entsprechenden Verformungen der tierischen Periodik: die Maxima folgen mehr oder weniger streng den Verschiebungen der Umkehrpunkte, wie das auch von den jahreszeitlichen Änderungen der Vogelperiodik unter natürlichen Bedingungen bekannt ist.Wird die Zahl der Lichtstunden im 24-Std-Kunsttag von normal 12 Std um 6 Std herauf- oder herabgesetzt, so folgen die Maxima den Umkehrpunkten nicht in gleichem Ausmaß. Bei der Maus beträgt der Abstand zwischen Morgen- und Abendmaximum im Kunsttag mit 12 Std Licht rund 15,5 Std. Im Kunsttag mit 6 oder 18 Std Licht wird dieser Abstand nur um jeweils 1,5 Std verkleinert oder vergrößert. Das gilt auch für Tiere, die bereits 6 Wochen an das entsprechende Licht-Dunkel-Verhältnis angepaßt wurden. Die endogene Komponente der Tagesperiodik läßt Verformungen durch den Zeitgeber nur im begrenzten Umfang zu.Das Verhältnis der Lichtstundenzahl zur Dunkelstundenzahl übt einen starken Einfluß auf die insgesamt vom Tier entwickelte Aktivität aus. Bei schrittweiser Vergrößerung der Lichtstundenzahl von 12 über 14 auf 16 Std/die Licht versuchen dunkelaktive Tiere durch Steigerung der stündlichen Aktivitätsleistung zumal in der Dunkelzeit die Verkürzung der von ihnen bevorzugten Zeitspanne auszugleichen; sie erreichen im allgemeinen im Kunsttag mit rund 14–16 Std/die Licht die größte Gesamtaktivität je 24 Std. Im Kunsttag mit 18 Std Licht und mehr bricht diese Regulation zusammen — die Gesamtaktivität nimmt stark ab. Dasselbe gilt bei Verkürzung der Lichtstundenzahl auf 6: sowohl in der Lichtzeit wie in der Dunkelzeit wird unter diesen Umständen die je Stunde entwickelte Aktivität auf weniger als die Hälfte der Werte herabgedrückt, die für den Kunsttag mit mittlerer Lichtstundenzahl gelten.Die Ergebnisse legen den Schluß nahe, daß je nach Tierart bestimmte Verhältnisse von Licht zu Dunkel eine optimale Umwelt darstellen und daß ganz allgemein nicht nur die Durchschnittswerte der wichtigsten Umweltgrößen sondern auch deren periodische Änderungen entscheidend die Lebensäußerungen der Tierwelt beeinflussen.     

Fermenthistochemische Befunde an in vivo erzeugten Deckglaskulturen

Zusammenfassung Es wird über fermenthistochemische Befunde an in vivo gewonnenen Zellkulturen berichtet. In Übereinstimmung mit Angaben über das Granulationsgewebe wird vor allem der Gehalt an oxydativen Enzymen von der Zelleistung bzw. dem Reifegrad der Zellen bestimmt. Während die Enzymausstattung der verschiedenen Reaktionszellen gleich ist, verhält sich ihre Aktivität unterschiedlich. Eine besonders starke Aktivität weisen die Makrophagen und Riesenzellen auf. Die Enzymausstattung läßt auf die Bevorzugung anaerober Stoffwechselschritte schließen.

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Summary An enzyme histochemical study is conducted on in vivo tissue cultures. In accordance with findings on granulation tissue it are predominantly oxidative enzymes which are influenced by the cell activity or rather the state of cell maturation. While the enzymatic pattern of the various reactive cells seems to be the same, their activity is different. Macrophages and giant cells are particularly active. The enzymatic pattern seems to indicate a preference for an anaerobic metabolism.

     

Enzymhistochemische Untersuchungen an den Leydigzellen des Schweines während der postnatalen Ontogenese

Zusammenfassung Die postnatale Ontogenese der Hodenzwischenzellen des Schweines nimmt einen wellenförmigen Verlauf und läßt sich in folgende 4 Phasen unterteilen: Frühpostnatale Proliferation, präpubertäre Hypertrophie, präpubertäre Regression und pubertäre Proliferation.Die mitochondrial lokalisierten Enzyme ICDH, SDH, Cyt-Ox, die in der cytoplasmatischen Matrix untergebrachte 6-PGDH, die an das glatte endoplasmatische Retikulum gebundene 3-HStDH sowie die -D-Glucuronidase zeigen im Prinzip ein gleiches Verhalten: Zunehmende Aktivität in der frühpostnatalen Proliferation, maximale Konzentration während der präpubertären Hypertrophie, Aktivitätsrückgang während der präpubertären Regression und erneuter Aktivitätsanstieg in der pubertären Proliferation. Dieses Enzymmuster macht es wahrscheinlich, daß die Zwischenzellen des Schweinehodens zum Zeitpunkt der präpubertären Hypertrophie Sexualsteroide synthetisieren und abgeben.Die LDH aus der Glycolysekette bleibt im gesamten Untersuchungszeitraum auf einem mittelgradigen Niveau konstant, und dieser Stoffwechselweg dürfte während der präpubertären Regression die wichtigste Energiequelle der Zwischenzellen sein.ATP'ase und alk. P'ase sind die einzigen Enzyme, welche während der präpubertären Regression eine Aktivitätssteigerung in den Zwischenzellen erkennen lassen.

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Enzyme histochemical studies on the porcine testicular interstitial cells during postnatal development

Summary The postnatal development of porcine testicular interstitial cells proceeds in a wavelike manner and may be divided into the following 4 periods: Early postnatal proliferation, prepubertal hypertrophy, prepubertal regression and pubertal proliferation.ICDH, SDH, Cyt-Ox (localized in the mitochondria), 6-PGDH (localized within the cytoplasmic matrix), 3-HStDH (localized in the smooth endoplasmic reticulum) and -D-glucuronidase exhibit an essentially identical distribution pattern: increasing activity during early postnatal proliferation, a maximum during prepubertal hypertrophy, decreasing activity during prepubertal regression and a second increase during pubertal proliferation period. This typical enzymatic pattern can be taken for evidence that porcine testicular interstitial cells of prepubertal hypertrophy period are capable to synthesize and deliver sexual steroids.LDH of the glycolytic chain reveals moderate activity levels throughout the whole postnatal development; glycolytic reactions, therefore, seem to be the main source of energy during the prepubertal regression period.ATP'ase and alkaline phosphatase are the only enzymes which show increasing concentrations during prepubertal regression of the interstitial tissue.

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Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Histochemischer Cholinesterase-Nachweis während der Abfaltungsbewegungen des Hühnerembryos

Zusammenfassung An Hühnerembryonen der Stadien 5–21 wurde das Auftreten von Cholinesterase-Aktivität in Zellverbänden verfolgt, die bei der Abfaltung des Embryos von Bedeutung sind.Im Neuroektoderm treten während der Neuralrohrbildung Cholinesterase-positive Zellen auf. Diese Aktivität verschwindet, wenn das Neuralrohr ausgebildet ist. Anschließend lassen sich Cholinesterase-positive Neuroblasten darstellen.Im Oberflächenektoderm tritt Cholinesterase-Aktivität während der Ausbildung der Kopffalte und der Grenzrinnen auf. Die Aktivität verschwindet, wenn sich die Kopfanlage vom extraembryonalen Teil der Keimblätter getrennt hat.Bei der Ausbildung der Entodermwülste und während des Einwanderns derselben zum Darmrohrschluß bilden sich palisadenartige Epithelverdickungen aus, die Cholinesterase aufweisen. Wenn das Darmrohr geschlossen ist, verschwindet die Aktivität wieder. Während der Darmrohrbildung wird das nach ventral und medial einwachsende Entoderm von palisadenartig strukturiertem Mesoderm begleitet, das Cholinesterase-Aktivität aufweist. Nach Schluß des Darmrohres löst sich die palisadenartige Anordnung auf und die Cholinesterase-Aktivität verschwindet.

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Histochemical demonstration of cholinesterase during the folding off of the chick embryo

Summary The localization of cholinesterase activity in chick embryo of stage 5 up to stage 21 has been studied in cell layers that are involved in the formation of the primitive body tube.During the formation of the neural tube, cholinesterase activity can be demonstrated in cells of the neural plate. This pattern of enzyme activity disappears after formation of the neural tube. Thereafter, the enzyme is localized in neuroblasts.In the ectodermal layer, cholinesterase activity is found during the formation of the head fold and the lateral body folds. Again, the enzyme disappears after the development of the cephalic outgrowth.Formation of the entodermal folds and their fusion in the midline — thus establishing the gut tube — is associated with cholinesterase activity in palisade cell layers. There is no enzyme activity in the completed gut.During the formation of the gut tube, the mediad invading entodermal folds are covered by mesodermal cell palisades, which are positive for cholinesterase. After the formation of the gut tube, the palisades disappear as does the enzyme activity.

     

Die Aktivitätsperiodik von im 18- und 36- Stunden-Tag erbrüteten Eidechsen

Zusammenfassung Eier von 4 Arten der Gattung Lacerta (L. viridis, L. agilis, L. sicula und L. taurica) wurden unter verschiedenen Bedingungen erbrütet. Die Eier wurden gleich nach der Ablage in Thermostaten überführt. Eine Gruppe wurde dort in konstanten Bedingungen (Dauerdunkel und konstant 30° C) erbrütet, eine zweite Gruppe in einem 99stündigen Wechsel von höherer und niedrigerer Temperatur sowie Licht und Dunkelheit, so daß eine Periodenlänge von insgesamt 18 Std resultierte. Eine dritte Gruppe schließlich wurde einem 1818stündigen Wechsel der Außenbedingungen ausgesetzt.Sofort nach dem Schlüpfen wurden die jungen Eidechsen in Aktographen überführt und ihre lokomotorische Aktivität in Dauerdunkel und bei konstanter Temperatur registriert. Es ergab sich in allen Fällen eine gut ausgeprägte tagesperiodische Aktivität mit Periodenlängen von 21,1 bis 24,7 Std.Ein Unterschied zwischen den 3 Gruppen oder ein Einfluß der Vorbehandlung war nirgends zu erkennen.Eidechsen aus dem gleichen Gelege, die in der gleichen Schale erbrütet wurden und deren Aktivität im gleichen Raum gleichzeitig aufgezeichnet wurde, zeigten in Frequenz und Phasenlage der Aktivitätsperiodik starke Unterschiede.Die Ergebnisse werden diskutiert, und die Herkunft der Tagesperiodik wird besprochen.Dem Andenken an meinen verehrten Lehrer Dr. Gustav Kramer, gewidmet.     

Histochemische Untersuchungen über den Involutionsmechanismus der Milchdrüse

Zusammenfassung Es wurden mit histochemischen Methoden Milchdrüsen von Meerschweinchen in physiologischer und durch Kastration während der Laktationsperiode hervorgerufener Involution untersucht. Nachgewiesen wurden alkalische und saure Phosphatase (APh und SPh), unspezifische Esterase, Sukzinodehydrase, SH-Gruppen, Nukleinsäuren und Lipide. — Die Aktivität der SPh nimmt während der Involution zu. Die Bedeutung dieses Enzyms für den Rückbildungsprozeß des Drüsengewebes wird diskutiert. — Das Vorkommen der APh-Aktivität in Drüsenendstücken im Involutionsstadium kann auf die Beteiligung dieses Enzyms an der Rückresorption der mit der Milch ausgeschiedenen Substanzen hinweisen. — Zwischen der Aktivität der unspezifischen Esterase und dem Gehalt sowie der Lokalisation von Lipiden besteht eine Abhängigkeit. — Es konnten keine Unterschiede in der Sukzinodehydraseaktivität und dem DNS-Gehalt aufgezeigt werden. — Die Verminderung von SH-Gruppen und RNS hängt mit dem Aufhören der Sekretionsproduktion durch die Zellen der Drüsenendstücke der Milchdrüsen zusammen.

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Histochemical studies on the involution mechanism of the mammary gland

Summary Histochemical methods were used to study mammary glands of guinea pigs in the course of physiologic involution and that induced by castration during lactation. Alkaline and acid phosphatases, unspecific esterase, succinic dehydrogenase, SH groups, nucleic acids and lipids were determined. Acid phosphatase activity was found to be increased in mammary glands, subject to involution. The participation of the enzyme in the involutionary process of the gland tissue is discussed. The distribution of alkaline phosphatase in the secretory sections of the gland during involution would suggest the participation of the enzyme in the reabsorption of the substance secreted with milk. A correlation existing between the activity of unspecific esterase, the level and distribution of lipids in the mammary gland could be established. No differences were detected in the activity of succinic dehydrogenase and DNA level. A decrease in SH groups and RNA content is related to cessation of milk secretion.

     

Remarques sur le métabolisme de l'acide acétique chez la levure au cours de la sporulation

We have noticed important metabolic modifications during the first 15 hours of the sporulation process of yeast in contact with acetic acid. Carbohydrate reserves, dry weight and proteins increase. On the other hand, the activity of fumarase and isocitritase in cell homogenates are hardly altered. The results prove true the hypothesis according to which the metabolism of acetic acid is altered during sporulation.

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Zusammenfassung Beträchtliche metabolische Veränderungen wurden bei Hefe, während der fünfzehn ersten Stunden der Sporenbildung unter Zugabe von Essigsäure, beobachtet. Der Kohlenhydratenvorrat, die Trockensubstanz und der Proteingehalt nehmen zu. Die Aktivität der Fumarase und Isocitritase wird kaum verändert. Dadurch wird die Annahme bestätigt, daß eine Abweichung des Metabolismus der Essigsäure während der Sporenbildung stattfindet.

     

Histochemische Untersuchungen zum Energie- und Pentosephosphatstoffwechsel bei der epithelialen Wundheilung

Zusammenfassung Im Verlauf des epithelialen Wundverschlusses können zwei Phasen unterschieden werden. In der ersten Phase (0–48 Std) kommt es zur Glykogeneinlagerung in das Epithel des Wundrandes; bei hohen Aktivitäten der Enzyme SDH, LDH, G-6-P-DH und 6-P-G-DH steigt der RNS-Gehalt in den basalen Zellen an. Im Verlauf der zweiten Phase (60–114 Std) nehmen sowohl der Glykogengehalt als auch die Aktivitäten von LDH, G-6-P-DH und 6-P-G-DH ab. Im gleichen Zeitraum bildet sich eine Epithelschicht in der Wundmitte, deren anfänglicher Glykogenreichtum gegen Ende der Wundheilung wieder verschwindet. Hier ist bei hohen Aktivitäten der LDH, G-6-P-DH und 6-P-G-DH ebenfalls ein Anstieg der RNS-Konzentration nachweisbar. Die Befunde zeigen, daß bei der Wundheilung ein Teil der verfügbaren Glucose über den Pentosephosphat-Zyklus für die Nucleinsäuresynthese verwendet wird.

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Histochemical studies of energy and pentosephosphate metabolism during epithelial wound healing

Summary During epithelial wound healing two periods can be distinguished. In the first period (0–48 h) glycogen is accumulated in the epithelium of the peripheral wound zone, and increasing activities of SDH, LDH, G-6-P-DH and RNA concentrations especially in the basal cells can be detected. In the second period (60–114 h) the glycogen content as well as the activities of LDH, G-6-P-DH and 6-P-G-DH decrease. At the same time an epithelial layer is built up in the central wound zone, the glycogen content of which disappears till the end of wound healing. In this layer high activities of LDH, G-6-P-DH and 6-P-G-DH and an increase of RNA concentration can be demonstrated. The findings illustrate, that during wound healing the available glucose partially is metabolized by the pentose-phosphateshunt and is used for the synthesis of nucleic acids.

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Herrn Professor Dr. Dr. F. Timm zum 75. Geburtstag zugeeignet.

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Wesentliche Teile dieser Untersuchung werden von Herrn R. Schroll dem Fachbereich Theoretische Medizin der Universität Tübingen als Inauguraldissertation vorgelegt.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Ricerche istochimiche e biochimiche su alcuni enzimi del Nefrone del Tritone crestato (Triturus cristatus carnifex Laur.) in seguito ad ipofisectomia

Zusammenfassung Es wurde eine vergleichende bio- und histochemische Prüfung des Einflusses der Hypophysektomie auf die Aktivität der alkalischen unspezifischen Nieren-Phosphatase und der Lipase von Triturus cristatus carnifex Laur, angestellt. Außerdem haben die Autoren die Wirkung der Hypophysektomie auf die Aktivität der sauren unspezifischen Phosphatase, der Glucose-6-Phosphatase, der Adenosin-Triphosphatase und der Succino-Dehydrogenase untersucht, aber nur histochemisch. Zur histologischen Kontrolle wurden Gehirn- und Schilddrüsen-Präparate angefertigt.Die Ergebnisse der biochemischen Bestimmungen wurden statistisch überprüft.Die biochemischen und histochemischen Befunde ergaben, daß: 1. die Aktivität der alkalischen Phosphatase nach der Hypophysektomie abnimmt. Der Unterschied zwischen der Aktivität bei Kontroll- und hypophysektomisierten Tieren (nach Student-t berechnet) ist statistisch signifikant für P=0,02.2. Die lipolytische Aktivität nach der Hypophysektomie zunimmt. Der Unterschied zwischen der Aktivität bei Kontroll- und hypophysektomisierten Tieren (nach Student-t berechnet) ist statistisch signifikant für P=0,02.Nach der Hypophysektomie wurde histochemisch festgestellt, daß sich die saure Phosphatase und die Glucose-6-Phosphatase ähnlich verhalten wie die alkalische Phosphatase, während die Aktivität der Adenosin-Triphosphatase und die der Succino-Dehydrogenase sich nicht zu verändern scheinen.Auf Grund der dargestellten Ergebnisse glauben die Verfasser annehmen zu dürfen, daß bei Triturus cristatus carnifex die Aktivität der alkalischen Nieren-Phosphatase, und wahrscheinlich auch die der sauren Phosphatase, von der Nebenniere geregelt werden.Der Regulierungsmechanismus der anderen Enzyme (Lipase, Glucose-6-Phosphatase, Adenosin-Triphosphatase und Succino-Dehydrogenase) ist hingegen nicht klar erkenntlich.

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Le operazioni e le ricerche istochimiche e istologiche sono dovute ad A. Peyrot; l'impostazione della premessa e delle conclusioni e le ricerche biochimiche sono dovute ad E. Ferreri. L'analisi statistica dei risultati delle prove biochimiche e la stesura definitiva del lavoro sono state elaborate insieme.     

The site of action of pyrethrin I in the nervous system of the cockroach Periplaneta americana

Spontaneous nervous activity in the sixth abdominal ganglia of the cockroach is increased by much smaller concentrations of pyrethrin I than are needed to affect conduction in giant fibre axons, suggesting that the fatal lesions caused by pyrethrin I may be within the ganglia rather than associated with axonic conduction.Pyrethrin I is about 30 times more active than allethrin (Narahashi, 1962, a & b) against conduction in giant fibres.

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Zusammenfassung Neurophysiologische Methoden wurden angewendet, um die Wirkung von Pyrethrin I auf die Leitung von Aktionspotentialen in Riesenfasern und den Umfang der Spontanaktivität im 6. Abdominalganglion erwachsener männlicher Küchenschaben festzustellen. In Versuchen an isolierten Nervenpräparaten hatten Pyrethrin I-Konzentrationen von weniger als 10^-7 M wenig Wirkung auf die Riesenfasern, während so geringe Konzentrationen wie 10^-10 M im Ganglion die Höhe der Aktivität beeinflußten. Riesenfasern von Küchenschaben, die vorher örtlich mit DL95s von Pyrethrin I behandelt worden waren, wurden 1–4 Stunden nach der Vergiftung stark beeinflußt, wenn die Insekten stark angegriffen waren, doch war die Aktivität im 6. Abdominalganglion zu diesem Zeitpunkt stark erhöht. Einige intraganglionäre Neurone sind also gegenüber der Vergiftung mit Pyrethrinen wesentlich empfindlicher als die Riesenfasern, was darauf hindeutet, daß die gefährlichen Schädigungen durch Pyrethrine wahrscheinlich eher innerhalb der Ganglien als in peripheren Nerven auftreten.Die Wirkung von Pyrethrin I an Riesenfasern ähnelt den von Narahashi (1962 a+b) für Allethrin beschriebenen, doch war Pyrethrin I etwa 30mal aktiver.

     

The influence of rapid temperature changes on the activity of Chorthippus albomarginatus de geer (Acrididae, Orthoptera)

The effect of rapid temperature changes on the activity of Ch. albomarginatus was investigated. The results showed the necessity of distinguishing between the activity that the animal shows after a longer time at the test temperature and the activity which takes place immediately following the temperature change. The activity of the animal should therefore be considered as a function of both the time and temperature factors. This connection between activity, temperature and time is illustrated schematically in a partially hypothetical diagram (Fig. 9). This diagram shows that the observations that increased temperature leads to increased activity and the fact that Acrididae can sit still and bask at relatively high temperatures may be only apparently opposing.A special activity minimum is demonstrated and its possible relation to the general orientation habits of the grasshopper in its specific milieu is pointed out.It has been shown that the test animals react to a temperature difference of 1 degree at 40°–41°.

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Zusammenfassung Die Wirkung rascher Temperaturänderungen auf die Aktivität von Chorthippus albomarginatus wurde untersucht. Die Ergebnisse erwiesen die Notwendigkeit, zwischen der Aktivität zu unterscheiden, die das Tier nach einer längeren Zeit bei der Prüftemperatur zeigt, und der Aktivität, die unmittelbar nach der Temperaturänderung eintritt. Die Aktivität des Tieres muß deshalb als eine Funktion sowohl der Zeit wie des Temperaturfaktors betrachtet werden. Die Beziehungen zwischen Aktivität, Temperatur und Zeit werden mit einem teilweise hypothetischen Diagramm schematisch dargestellt (Fig. 9). Das Diagramm erweist die nur scheinbare Gegensätzlichkeit der Beobachtungen, daß erhöhte Temperatur zu verstärkter Aktivität führt, und der Tatsache, daß Feldheuschrecken bei relativ hohen Temperaturen still sitzen und sich sonnen können.Es wird ein spezifisches Aktivitätsminimum nachgewiesen und seine mögliche Beziehung zum allgemeinen Orientierungsverhalten der Feldheuschrecken in ihrer spezifischen Umgebung erwogen.Es wurde nachgewiesen daß Versuchstiere bei 40° bis 41° auf einen Temperaturunterschied von einem Grad reagieren.

     

Food utilization and esterase activity in Pieris brassicae during chronic exposure to lindane-containing food

Pieris brassicae larvae were reared on a meridic diet containing 0.75 ppm lindane. The results show that overal food consumption was lower but the approximate digestibility of food and the efficiency of conversion of ingested material into tissue biomass were higher than in control larvae. Total haemolymph esterase activity of larvae fed the lindane diet was reduced. Disc electrophoresis of midgut soluble proteins revealed eight zones of carboxylesterase activity. Results suggest that the activity of two esterase zones was reduced and that of one enhanced in larvae fed the lindane diet.

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Zusammenfassung Fünfte Larvenstadien von Pieris brassicae wurden für 72 h an einer meridischen Diät gehalten, die 0,75 ppm Lindan enthielt. Wie die Ergebnisse zeigen, war die Gesamtnahrungsaufnahme ca 50% niedriger als die der Kontrollarven, dagegen erreichte das Larvengewicht über 70% der Kontrolle. Angenäherte Verdaulichkeit (AD) betrug 80,4% für die lindanhaltige Diät gegenuber 61,7% für die Kontrolldiät. Die Effizienz des Umsatzes von aufgenommener Nahrung (ECI) war ebenfalls größer für lindanhaltige Nahrung, dagegen war die Effizienz des Umsatzes von verdauter Nahrung (ECD) bei lindanhaltiger und Kontrolldiät vergleichbar. Disc-Elektrophorese von löslichen, larvalen Mitteldarmproteinen ergab acht Zonen von Esterase-Aktivität, die verschiedene Empfindlinchkeit gegenüber in-vitro Organophosphat-Hemmung zeigten. Die Aktivität von zwei Carboxylesterasen war vermindert und die Aktivität einer schnell wandernden Esterase erschien bei lindangefütterten Larven vergrößert. Die Ergebnisse lassen auch vermuten, daß die totale hämolymphesterolytische Aktivität bei lindangehaltenen Larven reduziert war. Der Effekt von reduzierter hydrolytischer Aktivität auf larvalen Lipid-Metabolismus wird diskutiert.

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This study was supported by funds from the Finnish Cultural Foundation.     

Zur Tagesperiodik der Laufaktivität von Admetus pumilio C. Koch (Arach., Amblypygi) aus dem neotropischen Regenwald. II

Zusammenfassung Das tagesperiodische Muster der Laufaktivität der rein nachtaktiven Art Admetus pumilio ist ein Bigeminus, der durch einen zwischengeschalteten dritten Aktivitätsschub eine charakteristische Abwandlung erfährt. Die Periodenlänge ist im Sinne der Aschoffschen Regel von der Beleuchtungsstärke abhängig und im Dauerdunkel verkürzt. Die Phasenwinkeldifferenz muß, da der Aktivitätsbeginn stufenweise erfolgt, für verschiedene Aktivitätszustände getrennt betrachtet werden. Am besten faßbar sind die ersten Bewegungen am Ruheplatz (Aufwachen) und das Verlassen des Ruheplatzes (Aufbruch). Mit abnehmender Beleuchtungsstärke setzt das Aufwachen immer früher ein und der Beginn beider Aktivitätszustände rückt immer weiter auseinander.Unterschiede der Aktivitätsmengen im Dauerlicht und bei Licht-Dunkel-Zyklen verschiedener Beleuchtungsstärken weisen darauf hin, daß dem Faktor Licht je nach Niveauhöhe hemmende oder fördernde Wirkung auf die Aktivität zukommt. Die Umschlagsgrenze zwischen beiden läßt sich durch verschiedene Parameter auf 10^-2 bis 10^-3 lx festlegen. Unterhalb dieser Grenze werden verschiedene Beleuchtungsstärken nicht mehr unterschiedlich beantwortet, wohl aber Dauerlicht und Licht-Dunkel-Zyklen gleicher Intensität.Tagesperiodische Temperatur-Zyklen mit Amplituden bis zu 8° C vermögen die circadiane Periodik von Admetus nicht zu synchronisieren; sie üben aber teilweise eine maskierende Wirkung aus. Unterschiedliche Niveaus konstanter Temperaturen beeinflussen die Phasenwinkeldifferenzen, die mit steigender Temperatur zunehmend positiv werden. Die Aktivitätsmenge nimmt mit steigender Temperatur zu und sinkt im außeroptimalen Bereich oberhalb etwa 30° C wieder ab. Das Verhältnis der Aktivitätsmenge während der Lichtphase zu derjenigen der Dunkelphase zeigt ein Maximum um 26° C.Die Abhängigkeit der Aktivitäts-Parameter von der Beleuchtungsstärke ist dinsinnig und gibt keinerlei Hinweis auf beleuchtungsabhängige Optima. Es wird eiskutiert, daß die von Erkert (1967) festgestellten Optima lediglich für dämmerungsaktive Arten charakteristisch sind, den tag- und nachtaktiven Tieren jedoch fehlen.

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Diurnal rythm of locomotor activity in Admetus pumilio C. Koch (Arach., Amblypygi) from the neotropical rain forest. II

Summary The locomotor activity of the exclusively dark-active species Admetus pumilio shows a bigeminal type of diurnal rhythm, modified by an interposed third peak of activity. In accordance with Aschoff's rule, the period length depends on light intensity and is shortened in DD. The phase-angle difference must be determined separately for each form of activity. The first movements at the resting place (awakening) and departure from it are the most readily identifiable forms of activity. Awakening takes place earlier and earlier with decreasing light intensity, thus diverging from departure more and more.Differing degrees of activity in LL and LD of different intensities show that light stimulates or inhibits depending on its intensity. The turning point between the two effects lies between 10^-2 and 10^-3 lx. Below this limit differences in light intensity are not discerned, although LL is well discerned from LD.Diurnal temperature cycles with amplitudes up to 8° C are unable to synchronize the circadian rhythm of Admetus, but may have a strongly masking effect. Different levels of constant temperatures influence the phase-angle differences, which become increasingly positive with rising temperature. Activity also increases with temperature, but decreases in the extra-optimal range above approximately 30° C. The L-phase/D-phase ratio of activity shows a maximum at about 26° C.In Admetus the dependence of activity parameters upon light intensity is unidirectional and shows no optima. In contrast to the findings by Erkert (1967) is discussed that optima are only realized in dusk active animals and are lacking in day-active and night-active species.

     

Centriole replication during ciliogenesis in the chick tracheal epithelium

Zusammenfassung Direkte Belichtung oder Lichtreizung der Lateralaugen lösen im zentralen Teil der Taubenepiphyse keine elektrische Aktivität aus. Im Stielabschnitt sind dagegen kleine, durch Licht nicht beeinlußbare Dauerentladungen zu beobachten. Die Lage der Ableitungspunkte wurde durch den histologischen Nachweis der elektrolytisch gesetzten Eisenmarken bestimmt. Diese Ableitungsstellen befinden sich im Epiphysenparenchym. Ein stärkeres versilberbares Nervenbündel verläuft im Stiel der Epiphyse. Adrenerge Nervenfasern, die grün fluoreszieren, begleiten die Kapselgefäße und dringen mit diesen in das follikuläre Epiphysengewebe ein. Das Epiphysenparenchym zeigt nach Falck-Hillarp eine Gelbfluoreszenz mit umschriebenen apikalen oder basalen Anreicherungen der fluoreszierenden Substanz. Mit Reserpin kann nur ein Teil dieses Materials entspeichert werden. Elektronenmikroskopisch lassen sich in der Taubenepiphyse keine typischen pinealen Rezeptorzellen nachweisen. Regelmäßig lamellierte Außenglieder fehlen vollständig. Es finden sich lediglich cytoplasmareiche bulböse Zilien und zirkuläre Lamellenkomplexe, die in Tubuli übergehen. Die letzteren können sich mit einem dichten körnigen Material füllen. An einigen Stellen haben solche Lamellenverbände einen Zusammenhang mit keulenförmig verdickten Zilien. Diese Zone ist aber anders strukturiert als das für retinale und pineale Lichtsinneszellen charakteristische Verbindungsstück. Die Zeichen der sekretorischen Aktivität der Taubenepiphyse sind überzeugender als die für einen lichtempfindlichen Sinnesapparat sprechenden Strukturmerkmale. Ein bestimmter Typ der Pinealocyten ist reich an 800–1200 Å großen granulierten Vesikeln, die sowohl am apikalen als auch am basalen, auf die Blutgefäße ausgerichteten Zellpol angehäuft sein können. An den manchmal gelappten basalen Endfüßen sind Zeichen der Ausschleusung des Vesikelinhalts bzw. eines Materialschwundes aus dem granulierten Vesikelkern zu erkennen. Die sekretorische Aktivität der Taubenepiphyse wird mit Hinweis auf die in ihr reichlich vorkommenden 5-Hydroxyindole (Quay) und das Problem der Melatonin-Bildung diskutiert. Erörtert wird auch die Möglichkeit einer Stimulierung dieser Sekretion über den Sympathikus.

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Ultrastructural and functional studies of the pineal organ in the pigeon (Columba livia)

Summary Direct illumination or stimulation with light of the lateral eyes induced no electrical activity in the central part of the pineal organ in the pigeon. In the pineal stalk, however, a train of impulses was observed that failed to respond to changes of illumination. The position of the tip of the recording electrode (iron deposit), was histologically clearly determined to be in the pineal parenchyma. A distinct nerve bundle could be traced down the pineal stalk. Adrenergic nerve fibers showing a green fluorescence accompanied pineal capsular vessels into pineal follicular tissue. Using the method of Falck-Hillarp, the pineal parenchyma showed high concentrations of yellow fluorescent material in the apical or basal parts of the pinealocytes. Only a part of the fluorescent material could be dispersed with reserpine. In the electron microscope, no typical photoreceptor cells were identified in the pineal organ. Only large bulbous cilia, and circular lamellar or tubular complexes, were observed; they sometimes contained a dense granular material. Occasionally, the lamellar complexes had a direct relation to cilia of club-shaped appearance. Signs of secretory activity were more definitive in the pigeon pineal organ than sensory structures. One type of pinealocytes contained many 800–1,200 Å diameter granular vesicles concentrated in the apical or basal (apposed to blood vessels) cell parts. At the occasionally lobulated basal end-feet, a disappearance of the content of the granular vesicles indicated a release mechanism. This secretory activity was discussed in relation to the 5-hydroxyindole content of the pigeon pineal organ (Quay) and the general problem of melatonin synthesis; also, the possibility was considered that the secretory activity may be stimulated by sympathetic nerve fibers.

Ob die von Mihail und Molnár (1965) bei der Taube beschriebenen Epiphysektomie-effekte (Wirkung auf den Inselapparat und Zuckerstoffwechsel) auch in diesen Funktionskreis gehören, muß erneut geprüft werden.